基于DSP的实时智能视频跟踪系统设计

摘要

近年来随着硬件技术的不断发展和分析技术的不断拓展,各种图像识别系统的研究和开发得到了广泛地重视.在图像识别领域,特别是在动念图像序列背景(静止背景成像变化)中,运动目标的识别与跟踪因其广泛的应用前景而成为一个重要的研究课题.该论文将介绍一种动态背景下运动目标的检测与跟踪系统.该系统的核心算法是基于快速傅立叶变换(FFT)的相位相关配准算法.其工作原理为:首先它通过FFT运算计算出相邻两帧图像的功率谱;其次将两个功率谱进行单位归一化得到相位谱并对相位谱进行互相关操作;经过对相位相关谱进行IFFT运算获得相位相关函数;然后检测这一互相关函数的最高峰及其坐标值(p,q),该坐标值就是两帧图像背景部分的偏移量;最后对两帧图像进行二次差分操作,得到运动目标位置.硬件设计以TI公司的高性价比、高速浮点的DSP TMS320VC33芯片作为主处理器.该芯片具有四级流水线结构,可在单周期内执行一次浮点数乘和一次浮点数加操作.硬件系统的其它部分包括视频解码芯片TVP5145;FLASH程序存储器;SRAM数据缓存器;RS485总线发送控制等电路,与DSP电路共同构成低成本实时智能视频跟踪系统硬件平台.试验结果明此系统能够高效实时的检测运动目标并实现对目标的跟踪.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1实时智能视频识别跟踪系统概述

1.2 DSP芯片概述

1.2.1 TI定点DSP芯片

1.2.2 TI浮点DSP芯片

1.2.3多处理器DSP芯片TMS320C8X

1.3本论文的结构

第二章智能跟踪算法

2.1算法方案选择

2.2整体算法流程

2.3自适应窗口选择和图像预处理

2.3.1自适应窗口选择

2.3.2图像预处理

2.4图像匹配算法介绍

2.4.1模板匹配

2.4.2连续图像的匹配滤波

2.5实用的匹配算法[3]

2.6相位相关配准算法原理

2.6.1算法基本原理

2.6.2算法匹配置信度[3]

2.7二次差分和确定目标位置

2.8整体算法的软件仿真

第三章TMS320VC33芯片介绍

3.1概述

3.1.1 TMS320C3X系列芯片介绍

3.1.2 TMS320VC33芯片特点

3.2芯片各功能单元介绍

3.2.1 CPU部分

3.2.2内存结构

3.2.3内部总线操作

3.2.4外部存储界面

3.2.5中断

3.2.6外设[16]

3.3操作方式介绍[15]

3.3.1寻址模式

3.3.2程序流控制

3.3.3流水线操作

3.3.4 Boot loader方式

3.4指令系统介绍

3.4.1指令集分类

3.4.2条件操作和标志位

3.5编程仿真环境Code Composer介绍[17]

第四章实时智能跟踪系统硬件设计

4.1硬件系统总体结构

4.2各功能模块接口设计

4.2.1接口电平标准匹配设计

4.2.2接口时序标准匹配设计

第五章实时智能跟踪系统软件设计及代码优化

5.1软件设计方案

5.1.1软件总体框图及代码语言选择

5.1.2各模块软件设计

5.2软件设计中的编程技巧及问题解决

5.2.1软件编程技巧

5.2.1软件编程中的问题与解决

第六章系统综合调试

6.1系统硬件调试

6.2系统软件调试

6.3系统综合调试

第七章结束语

参考文献

发表的论文和科研情况说明

附 录

致 谢